WO2004021597A1 - 送信信号形成方法、通信方法、及び送信信号のデータ構造 - Google Patents

Abstract

　スペクトラム拡散による送信データの変調において、拡散系列自体ではなく、送信データ列に着目することにより、送信信号の周期スペクトラムを無相関とし、信号の振幅の広がりを小さくし、受信側の増幅器のダイナミックレンジを小さくする。送信信号形成方法は、送信データに所定の係数列の各係数を乗じて複数の送信データを形成する工程と、この係数を乗じた複数の送信データ間に所定長の０データを付加して送信データ列を形成する工程を備える。

Description

明 細 書 送信信号形成方法、 通信方法、 及び送信信号のデータ構造 技術分野

本発明は、送信信号の形成方法、その送信信号を用いた通信方法、 及び送信信号のデータ構造に関 し、 特に、 移動体通信等のマルチパ ス環境に好適である。

背景技術

セルラ —無線通信や種々のモノ ィル環境下において 、 データ通信の需 要の増加に伴い、 無線周波数資源の利用率を高める技術が求められてい る。 例えば、 C D M A方式による iffl 1 方式では、 拡散系列の相関特性や 伝送経路のマノレチパス特性によるチヤネル間干渉が周波数利用率を制限 する要因となっている。

直交周波数分割多重 （O F D M ) を用いた方式は、 正弦波を用いた周 波数多 sであるため、 マノレチ スの影響は信号電力のフヱーディ ングと して現れ 、 送信の正弦信号とマノレチハ。ス の正弦信号と を分離するこ とが 難しいという問題力 ある。

一方 、 C M D A方式によれば 、 パイ 口 ッ ト信号を使う こ とによ り、 同 一周波数及び同一時間において 、 is Is号とマノレチパス信号と を分離す る こ とができる。

C M D A方式は 、 スぺク トラム拡散通信方式を用いた多元接続方法で め 。 のスぺク トラム拡散通信方式は拡散符号系列を用いて変調が行 われる 拡散符号系列と して 、 例えば自己相関のない周期系列が用いら 元の送信信号とマノレチパスに る信号と を分離する拡散符号系列と し て、 例えば、 完全相補系列を用レ、た通信方式が提案されている。 完全相 補系列は、 各系列の自己相関関数の和が、 0 シフ ト以外の全ての、ンフ 卜 で 0 となる 自己相関特性と、 各系列の相互相関関数の和が 、 全てのシフ 卜において常に 0になる相互相関特性を備える系列である 。 完全相補系 列を用いて、 サイ ドローブゃチャ ンネル間干渉がない Z C Z (周期的優 相関領域） 一 C D M A信号を形成し、 送信信号の周期スぺク ト ラムが 相関となるよ う にしている。 これによ り 、 パイ ロ ッ ト信号と送信信号に 同周波数及び同時間を割り 当てるこ とができる。

従来提案されている完全相補系列を用いたスぺク トラム拡散通信方式 では、 デジタル変調された無線信号の振幅の広がり が大き く な り 、 大さ なダイナミ ック レンジが必要となる とレ、う 問題がある。

図 1 2は、 拡散符号系列と して完全相補系列を用いた信号例を示.して いる。 A O ( = + + +— + +— + ) の信号列は、 完全相補系列を用いて 形成した 2値信号の一例である なお、 「十」 は 「 1 J を表し、 「一」 は

「一 1 」 を表している。

この信号例において、 マルチパス特性が受信信号に対して遅延時間と して現れる と、 マルチパス伝送路を通過した受信信号は 「 1 , 2 , 3

1 , 1 , 1 , ·· ·」 の信号列と して受信される。 この信号の振幅の広が は例えば 0から 3までとな り 、 受信側の増幅器はこの振幅の広がり に対 応したダイナミ ック レンジを備える必要がある。

このよ う に振幅の広が り に対して充分なダイナミ ック レンジが得られ ない場合には、 増幅器の入出力特性が備える非線形性によ り 出力信号に 歪みが生じ、 入力信号が持つ周波数帯域以外の帯域にも周波数スぺク ト ルが生じ、 スプリ アス特性が劣化する。 また、 出力波形がひずむこ とに よ り 、 受信側で符号間干渉が生じて誤り率が劣化するこ とにもなる。 ま た、 増幅器の直線性の良好な部分を用いて信号増幅を行う には増幅器の 消費電力が増加する。 消費電力の増加は、 移動体端末の待ち受け時間を 短縮する要因となる。

そこで、 本発明は前記した従来の問題点を解決し、 スぺク トラム拡散 による送信データの変調において、 信号の振幅の広がり を小さ く するこ と を目的と し、 また、 受信側の増幅器のダイナミ ック レンジを小さ く す るこ とを目的とする。

発明の開示

スぺク トラム拡散による送信データの変調において、 従来技術では拡 散系列自体を工夫するこ とによ り送信信号の周期スペク ト ラムを無相関 と している。 これに対して、 本発明は、 スぺク トラム拡散による送信デ ータの変調において、 従来のよ う に拡散系列自体ではなく 、 送信データ 列に着目するこ と によ り 、送信信号の周期スペク ト ラムを無相関とする。 送信信号の周期スぺク トラムを無相関とするこ と によ り 、 信号の振幅の 広がり を小さ く し、 また、 受信側の増幅器のダイナミ ック レンジを小さ く抑える。 - 本発明の送信信号形成方法は、 送信データに所定の係数列の各係数を 乗じて複数の送信データを形成する工程と、 この係数を乗じた複数の送 信データ間に所定長の 0データを付加して送信データ列を形成する工程 を備え、 これによ り形成された送信データ列を送信信号とする。

ここで、送信データは、伝送内容の情報を含むデジタルデータである。 一方、 形成された送信データ列は送信信号となり 、 送信データを複数配 列して形成される。 複数の送信データの配列において、 各送信データに は所定の係数列の各係数が乗ぜられ、 送信データ と所定の長さの 0デー タが交互に配列されてなる。

送信データ列を形成する第 1 の方法は、 係数を乗じた複数の送信デー タを、 その送信データのデータ長よ り も長い時間で遅延させて間隔を開 けて配列し、 隣接する送信データ間に所定個数の 0データを配置する。 また、 送信データ列を形成する第 2 の方法は、 送信データの後方に所 定個数の 0データを付加し、 0データを付加 した送信データに所定の係 数列の各係数を乗じて複数の送信データを形成し、 係数を乗じた複数の 送信データを係数列の係数順に配列して送信データ列を形成する。 ある レ、は、 送信データに所定の係数列の各係数を乗じて複数の送信データを 形成し、 係数を乗じた各送信データの後方に所定個数の 0データを付加 し 、 0データを付加した各送信データを形成列の係数順に配列して送信 デ一タ列を形成する。

また、 本発明の送信信号形成方法の他の態様は、 異なる係数列を用い て複数の送信データ列を形成する信号形成方法であり 、 異なる二つの送 信データ列の任意の組み合わせにおいて、 送信データ列に含まれる有限 個数の送信データが、 非周期相互相関関数が 0 となる範囲を備えるよ う に送信データ列を形成する。 非周期相互相関関数は、 無限個数でない有 限個数の送信データを有する送信データ列同士の相互相関関数である。 の相互相関関数が 0 と なる範囲を備えるよ う に、 有限個の送信データ を備える送信データ列を形成するこ と によ り 、 送信信号の周期スぺク ト ラムを無相関とする。

本発明の送信信号形成に用いる係数列は Z C Z系列から選択するこ と ができ、 完全相補系列から選択した任意のベタ トル行の係数列とするこ とができ、 ュ-タ リ行列を用いて形成するこ とができる。

本発明の通信方法は、 本発明の送信信号形成方法で形成した送信デー タ列を送信し、 この送信データ列の形成に用いた係数列に対応する整合 フィルタを通して送信データを受信する。

本発明の通信方法において、 送信データ列をマルチパス特性を測定す るパイ ロ ッ ト信号と し、 このパイ ロ ッ ト信号を受信するこ とによ り伝送 経路のマルチパス特性を求めるこ とができる。

本発明の通信方法の他の態様において、 異なる係数列を用いて複数の 送信丁一タ列を形成し、 送信データ列から選択した少なく と も一つをパ ィ ク 卜信号と し、 他の送信データ列を送信信号とする。 パイ ロ ッ ト信 号の受信信号カゝらマノレチノ ス特性を求め、 求めたマルチパス特性を用い て送信信号の受信信号からマノレチノ ス特性を除去して送信データを求め る

パィ 口 ソ ト信号及び送信信号は、 周期スぺク 卜ラムカ S互レ、に無 関で あ 、 対応する整合フィルタを通すこ とによ り 、 各信号を分離するこ と がでさる また、 パイ 口 ソ 信号は、 τ 1Β i と受信信号との関係から マルチノ、ス特性を求めるこ とができ 、 このマノレチパス特性と受信信号か ら送信信号を求めるこ とができる。

本発明の送信信号のデ一タ構造は、 达 13データに所定の係数列の各係 数を じて得られる複数の送信データ間に所定長の 0データを付加して なるテ一タ構造であり 、 本発明の送信信号形成方法によ り形成するこ と がでさる 図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の送信信号形成方法、 及び本発明の送信信号のデータ構 造を説明するための概略図であ り 、 第 2図はュニタ リ行列の一例を示す 図であり 、 第 3 図は送信データにュニタ ジ 行列を適用 して形成した本発 明の送信データ列の例を示す図であ りゝ 4図は本発明の送信データ と 送信データ列との関係を表す図であ り 、 5図は本発明の入出力信号と 整合フィルタ との関係を示す図であり 、 図 6 は信号を整合フ ィ ノレタに通 したと きのデータ列の状態を説明するための図であり 、 図 7は、 本発明 のパイ ロ ッ ト信号と送信信号との関係を 明するための図であ り 、 図 8 は本発明のパイ 口 ッ ト信号によるマルチパス特性の検出を説明するため の図であ り、 図 9 は本発明の送信信号の通信状態を説明するための図で あり 、図 1 0は本発明の送信信号の通信状態を説明するための図であり 、 図 1 1 は本発明に適用する整合フィルタの一構成例を示す図であり 、 図 1 2 は拡散符号系列と して完全相補系列を用いた信号例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、図面を用いて本発明を実施するための最良な形態における 送信信号形成、 通信方法、 及び送信信号のデータ構造を説明する。 以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。 図 1 は本発明の送信信号形成方法、 及び本発明の送信信号のデータ構 造を説明するための概略図である。

本発明は、 拡散系列を用いるこ と によ り 、 送信データ b (= ( b 0, b 1, b 2, b 3, ···, b N-D) (図 1 ( a ) に示す） から送信データ列 （図 1 ( c ) に示す） を形成し、 この送信データ列を送信信号とする。 なお、 Nは任意の整数と し、 送信データのデータ長は任意の Nビッ ト とする。 送信データ （ b 0, b 1， b 2, b 3, ···, b N-l) (図 1 ( a ) に示す） から送信データ列 Bを形成するには、 送信データ （ b 0, b 1, b 2, b 3, ·'·, b N-l) に所定の拡散系列の係数列 （ 1 ， 一 1 ， 1 , 一 1 ) の各係数 を乗じる こ とによ り （図 1 ( b ) に示す）、 複数の送信データ B 0 (= ( b 0, b 1, b 2, b 3, .-·, b N-l) ) , B 1 ( = ( - 1 ) · ( b 0, b l， b 2, b 3, ·-·, b N-l) ) , B 2 (= ( b 0, b 1， b 2, b 3, ···, b N-l) ) , B 3 ( = ( - 1 ) · ( b 0, b 1, b 2, b 3， ··'， b N-l)) を形成する。 なお、 送信 デ一タ b ( = ( b 0, b 1， b 2, b 3, …， b N-l)) に所定の拡散系列の 係数列 （ 1 , 一 1 , 1 , — 1 ) の各係数を乗じる処理は、 図 1 ( b ) に 示すよ う に、 ク ロネッカー積で表すこ とができる。

次に、 図 1 ( c ) に示すよ う に、 各係数を乗じた複数の送信データを それぞれ所定長 Tだけ遅延させて間隔を開けて配列し、 各送信データ間 に遅延時間 τ に対応する所定個数の 0データを配置する。 なお、 所定長 Τは送信データの長さ Νよ り も長く設定し、 （Τ— Ν)ビッ ト分の 0デー タを配置する。 これによ り 、 図 1 ( d ) に示すよ うな送信データ列が形 成される。 送信データ間の間隔は、 送信データの終了端から次の送信デ —タの開始端までを所定時間 τ だけ遅延させて形成する。 このよ う に複 数の送信データを配列するこ とによって、 各送信データ間には （ Τ— Ν) ビッ ト分に相当する時間の間隔が開けられる。

なお、 所定の係数列 （ 1 ， — 1 ， 1 , — 1 ) の各係数を乗じた送信デ ータ （ b 0, b 1, b 2， b 3, …， b N-l) を、 所定時間遅延させる代わり に、 送信データ （ b 0, b 1， b 2， b 3， …， b N-l) の後方に （T— N) ビッ ト分の 0データを付加 して全体のデータ長が T ビッ トの送信データ ( b 0, b 1, b 2, b 3, ···, b N-l, 0 , ··· , 0 ) を形成し、 この 0デ一 タを付加した送信データに所定の係数列 （ 1 , — 1 , 1 , — 1 ) の各係 数を乗じるこ とによ り 、 複数の送信データ （ b 0, b 1, b 2, b 3, b N-l, 0， ···， 0 )， ( - 1 ) · ( b 0, b 1, b 2, b 3， ···， b N- , 0，

01) , ( b 0, b 1, b 2, b 3, ···, b N-l, 0 , "-， 0 ), ( - 1 ) · ( b 0, b 1， b 2, b 3， …， b N-l, 0 , ···, 0 ) を形成し、 これらを係数列の 順に配列するこ と によ り送信データ列を形成するこ と もできる。この（T 一 N) ビッ ト分の 0データの付加は、 時間 τ だけ遅延させる操作に対応 している。

ここで用いる Z C Ζ系列は、 ゼロ 自 己相関領域特性とゼロ相互相関領 域特性を備える周期的ゼロ相関領域を持つ系列であり 、 例えば、 所定の 係数列と して完全相補系列を用いるこ とができる。 完全相補系列は、 各 系列の自 己相関関数の和が、 0シフ ト以外の全てのシフ トで 0 となる 自 己相関特性と、 各系列の相互相関関数の和が、 全てのシフ トにおいて常 に 0 になる相互相関特性を備える系列であり 、 例えば、 図 2 に示すュニ タ リ行列を用いるこ とができる。

図 3 は、 送 ί言データ A0〜A3, B 0〜B 3, C 0〜 C 3, D 0〜 D 3 に、 ュ 二タ リ行列の各べク トル行の各係数を乗じ、 所定数の 0データを付加す るこ とで得られる送信データ列の例を示している。

元の送信データ と して （ 1 , 0， 0， 0 ) を用レ、、 図 2に示すュニタ リ行列の各べク トル行の各係数を乗じるこ とによ り 、 複数の送信データ が形成される。 ュニタ リ行列の第 1行目のベク トル行から得られる各送 信データは、 各係数に対応してそれぞれ A0= ( 1 , 0 , 0 , 0 )， A 1 = ( 1 , 0 , 0 , 0 ), A 2= ( 1， 0， 0， 0 ), A 3= ( 1， 0 , 0 , 0 ) となる。 また、 ュニタ リ行列の第 2行目のベタ トル行から得られる 各送信データは、 各係数に対応して B 0= ( 1， 0 , 0 , 0 ), B 1= (一 1 , 0， 0， 0 )， B2= ( 1， 0 , 0 , 0 ), B 3= (— 1 , 0， 0 , 0 ) となり 、 ュニタ リ行列の第 3行目のべク トル行から得られる各送信デ一 タは、 各係数に対応して C0= ( 1 , 0 , 0 , 0 ), C 1= ( 1 , 0，' 0 , 0 ), C 2= (— 1 , 0 , 0 , 0 ), C 3= (— 1 , 0 , 0 , 0 ) となり 、 ュニタ リ行列の第 4行目のベタ トル行から得られる各送信データは、 各 係数に対応して D0= ( 1 , 0 , 0 , 0 ), D 1 = (— 1 , 0 , 0， 0 ), D 2= (— 1 , 0 , 0 , 0 ), D 3= ( 1 , 0 , 0 , 0 ) となる。

送信データ列は、 これらの複数の送信データを遅延させ、 0データを 付加する こ と によ り形成される。 図 4 は、 送信デ一タ と送信データ列と の関係を一般式で表している。 こ こで、 送信データ A〜Dを、 それぞれ A = ( a 0, a 1, …， a N~l) , Β = ( b 0, b l， …， b N-l) , C = ( c 0, c 1, …， c N-l) , D = ( d 0, d 1, ···， d N-l) で表したと き、 送信デ —タ列は図 4 ( a ) 中の行列式で表すよ う に 0データを付加して形成す る こ とができる。

また、 送信データ A〜 Dを、 それぞれ A = ( a 0, a 1, …， a N-l， 0，

…， 0 )， Β = ( b 0, b 1, …， b N-l, 0， …， 0 ), C = ( c 0, c 1, ··,, c N-l, 0 , …， 0 )， D = ( d 0, d 1, ·,·, d N-l, 0 , ···, 0 ) で 表した場合、送信データ列は図 4 ( b ) 中の行列式で表すこ とができる。 次に、形成した送信信号を用いた本発明の通信方法について説明する。 形成した送信信号は、 その送信信号の形成に用いた拡散系列の各係数 に対応した整合フィルタ （マッチ ドフィルタ） によ り取り 出すこ と.がで き る。 例えば、 整合フ ィルタは、 送信データ Aを逆拡散して取り 出すフ ィルタであ り 、 送信データ Aの形成に用いた拡散系列の係数に対応して 形成される。 ·

入出力信号と整合フ ィルタ との関係は、 拡散系列が備える完全相補性 に基づいて定まる。 図 5 は入出力信号と整合フィルタ との関係を示す図 である。

例えば、 図 5 ( a ) において、 信号 Aを信号 Aの整合フィルタに通し た場合には、 自己相関特性からイ ンパルス状の信号を得ることができ る が、 信号 Aを信号 Aの整合フ ィルタ以外の整合フィルタ （信号 Bの整合 フィルタ〜信号 Dの整合フィルタ） に通した場合には、 相互相関特性か ら信号は得られない。

また、 図 5 ( b ) において、 信号 Bを信号 Bの整合フィルタに通した 場合には、自 己相関特性からイ ンパルス状の信号を得るこ とができるカ 、 信号 Bを信号 Bの整合フ ィルタ以外の整合フィルタ （信号 Aの整合フ ィ ルタ， 信号 Cの整合フィルタ， 信号 Dの整合フィルタ） に通した場合に は、 相互相関特性から信号は得られない。

次に、 本発明の送信信号形成によ り 、 送信信号の振幅の広が り が抑え られるこ とについて説明する。

本発明の送信信号形成では、 Z C Z系列の係数を乗じた複数の送信デ

—タを遅延させて配列するこ とによ り 、 有限個の送信データによるデ一 タ列において周期的ゼロ相関領域を持たせ、 イ ンパルス状の信号を形成 するこ とができる。

図 6 を用いて、 信号を整合フィルタに通したときのデータ列の状態に ついて説明する。

図 6 ( a ) は、 信号 Aを信号 Aの整合フィ ルタ に通したときのデータ 列の状態を示している。

本発明による送信信号は、 完全相補系列に基づいた Z C Z系列に遅延 時間を適用 して、

a A = a (AO) 0+ a ( A 1) T+ a ( A 2) 2T+ a (A3) 3T ' で表すこ とができる。 こ こで、 （ · ） Tは Tタイムス ロ ッ ト （ Τチップ） の時間遅延を表しており 、 a Αの信号長は 4 Τとなる。

なお、 図 3で示したデータ信号 Aは、 上記式において （AN) の信号を

( 1 , 0 , 0， 0 ) と し、 T = 9 と した場合に対応している。

この信号 Αを信号 Αの整合フィルタに通して得られる信号は、 信号 A と整合フィルタ Aとのコ ンボリ ューシヨ ンによ り求めるこ とができ、 a A * A f = 4 a ( χ , χ , ■·· , χ , χ , 0 , 0 , 0， 0 , 0 , 0， 0， 0 , 1 , 0 , 0 , 0 , 0， 0 , 0 , 0 , 0 , χ， χ , ··· , χ , χ ) で表される。 なお、 A f は整合フィルタ に対応している。

上記式から、 得られる信号はイ ンパルス状となり 、 振幅の広が り.を抑 えるこ とができる。

一方、 図 6 ( b ) は、 信号 Bを信号 Aの整合フィルタに通したと き のデータ列の状態を示している。

送信信号 Bは a B = a ( B O ) 0— a ( B 1 ) T— a ( B 2 ) 2 T + a ( B 3 ) 3T で表される。 なお、 図 3で示したデータ信号 Bは、 上記式において （ B N) の信号を ( 1 , 0， 0 ， 0 ) と し 、 τ = 9 と した場合に対応している。 この信号 Bを信号 Aの整合フィルタに通して得られる信号は、 信号 B と整合フイ ノレタ Aとのコンボリ ュ一シヨ ンによ り 求めるこ とができ、 信 号 Bを信号 Aの整合フ イ ノレタ に通したと きの信号は、

a B * A f = a ( 0 , 0 , 0 , 一 1， 0， 0 , 0， 0 , 0， 0 ,

0 ， 0， 0 , 0 , 0， 0 , 0 , 0： , 0 , 0 , 0 , - 1， 0 , …， 0， 0 ) で表される。 なお、 上記二つの式において、 a は送信時の信号振幅を表 している

このこ とは、 本発明によ り形成される送信データ列によれば、 複数の 送信データ列の任意の組み合わせにおいて、 有限個数の送信データは非 周期相互相関関数が 0 となる範囲 (図 6 ( b ) 及び上記 a B * A f 中の

( 一 1 ) で挟まれる連続する 0の範囲 ) を備えるこ とを表している。 な お 、 非周期相互相関関数は、 長さが無限と したと きの周期相互相関関数 でめな。

本発明の通信方法では、 形成される送信信号の少なく と も一つをパイ ッ ト信号と し、 信号が送信されるマルチパス伝送路のマルチパス特性 の検出、 及びマノレチパス特性を除去した送信信号の検出に適用するこ と ができる 。 図 7は、 パイ ロ ッ ト信号と送信信号との関係を説明するため の図であ

図 7 において、 例えば、 信号 Aを Λィ ロ ッ ト信号と し、 マルチパス伝 送路 Pを通過させた後 、 信号 Aの & '口 フィルタ Aを通して出力信号 p を 求める と 、 この出力信 p力 らマルチパス伝送路のマルチパス特性 P を 求める こ とができ る。

信号 B 〜信号 Dを送信信号と したと き、 パイ ロ ッ ト信号と同じマルチ パス伝送路 Ρを同時に通過した場合には、 マルチパス伝送路 Pから同じ マノレチノヽ"ス特性の影響を受けるこ とになる。 そのため、 各整 a フイノレタ

B， C , Dを通して得られる出力信号 q , r , s 中には同一のマノレチノ ス特性が含まれる。 そこで パイ 口 ト信号によ り求めたマルチパス特 性 Pを用いて、 出力信号 q r ， s からマ/レチノ ス特性 Pを除去するこ とによ り 、 送 f¾信号 B , 送信信号 C 及び送信信号 Dを求めるこ とがで きる。

こ こで 、 マノレチパス特性 Pを P = ( P 0, p 1, P 2, p 3) とする。 な お、 k はタイムス ロ ッ 卜 0 ， 1 , 2 , 3の各遅延時間におけるマルチ パスファクタ一である。 のマノレチパス特性 Pは 、 例えば、 マノレチノヽ⁰ス 伝送路を通過したパイ ロ ッ 卜信号をパイ ロ ッ ト信号の整合フィルタで検 出するこ とによ り求めるこ とができる ο

刖記したよ う に、 送信デ一タに Z C Z系列の一係数列に遅延時間を適 用して送信信号 a Aを形成し 、 こ の送信信号 a Aをマノレチノくス伝送路 P を通過させた後 、 信号 Aの 合フィルタで検出して受信信号 a Α' を受

ΊΒ 1 ¾ o 図 8 はパィ ロ ッ ト信号によるマノレチノ ス特性の検出を説明する ための図である ο

a Α' は、 図 8 に示すよ フ に、 各 延時間毎の出力信号を加算して求 めるこ とができ 、 以下の式で表すこ とができる。

a Α' = 4 a ( X , X , , X , X , 0 , 0， 0 , 0 , 0 0， 0，

0 , ρ 0, 1 , P 2, p 3, 0 ， 0， 0 ， 0 , 0 , X , X , ··· ) X , X ) なお、 X はある値を表している。

したがつて、 ¾ 1Bィ¾ a A ' はマルチパス特性 P = ( P 0, p i, p 2,

Ρ 3) を分離可能な状態で含んでいる。

一方、 同じマルチパス伝送路を通過した送信信号は、 以下のよ う に表 すこ とができる。 なお、 図 9 , 図 1 0 は送信信号の通信状態を説明する ための図である。

送信データを （ b 0， b 1, b 2, b 3， b 4, b 5) (図 9 ( a )) と し、 Z C Z系列のパイ ロ ッ ト信号の形成に使用 した係数列とは異なる係数列 を用いて、 送信信号を.形成する。

Z C Z系列の他の係数列を B とする と、

B = ( B 0) 0+ ( B 1) T 6 + ( B 2) 2T+ ( B 3) 3T

で表すこ とができる （図 9 ( b ))。

送信信号は、 送信データ と係数列 B を用いて、

( b 0, b 1, b 2, b 3, b 4， b 5, 0 , 0 , 0 , — b 0, - b 1, - b 2, - b 3, - b 4, 一 b 5, 0 , 0， 0 , b 0, b 1, b 2, b 3, b 4, b 5, ' 0 , 0， 0 , — b 0， - b 1, - b 2, - b 3, - b 4, - b 5, 0 , 0， 0 ) によ り表される （図 9 ( c ))。

ここで、 マルチパス伝送路 Pを通過した信号を B〃 とする と、 信号 B の整合フィルタで検出される受信信号は、 信号 B〃 と整合フィルタ B と のコンボリ ューシヨ ンによ り求めるこ とができ、

B〃 * B f

= 4 p 0 ( ··· , x， 0 , 0， 0 , b 0， b 1， b 2, b 3, b 4, b 5, 0 , 0， 0 , x , x , x , x ■·· )

+ 4 p 1 (■·· , x , x , 0 0 , 0 , b 0， b 1, b 2, b 3， b 4, b 5 0， 0 , 0 , x , x、 x…）

+ 4 p 2 ( ··· , x , x， x , 0 0， b 0, b 1, b 2, b 3, b 4 b 5, 0 , 0 , 0 , x， x , ··· )

+ 4 p 3 ( ··· , x , x， x , x , 0， 0 , 0， b 0， b 1, b 2, b 3, b 4, b 5, 0 , 0 , 0 , x , ··■ )

= (··· , x , x， x , x , q 1 q 2, q3, q 4, q 5, q 6, q q 8, x , x , x , x， ··· ) で表される。 なお、 B f は整合フィルタ Bに対応してレ、る。

こ こで、 q 1， q 2, q3, q 4, q 5, q 6, q 7, q 8 は、 整合フィノレタ の出力と して直接求めるこ とができる。

図 1 0 ( a ) は、 送信信号、 マルチパス伝送路のマルチパス特性 P、 Bの整合フィルタの出力との関係を概略的に示しており 、 これらの間の 関係は図 1 0 ( a ) に示される関係式で表すこ とができる。

図 1 0 ( a ) に示される関係式において、 （ p 0, p 1， p 2, p 3) はパ イ ロ ッ ト信号を検出するこ とによ り求めるこ とができ、 （ q 0， q l， q 2, q 3, q 4, q 5, q 6, q 7, q 8) は送信信号を検出するこ と によ り求め るこ とができる。

したがって、 送信データ （ b 0， b 1, b 2, b 3, b 4, b 5) は、 （ p 0， p 1， 2, p 3) 及び （ q 0, q 1, q 2, q 3, q 4, q 5, q 6, q 7, q 8) を用いて、 前記式から求めるこ とができる。 ' 次に、 整合フィルタの一構成例について説明する。

図 1 1 は、 整合フィルタの一構成例を示しており 、 図 4 に示した信号

A〜Dに対する整合フィルタの例である。 なお、 信号 A〜Dは Z C Z系 列に遅延を適用 して形成される。

図 1 1 ( a ) は、 図 3示す系列の一番目のベク トル行 （ 1 , 1 , 1 ， 1 ) に対応する信号 Aの整合フィルタの一構成例であ り 、 遅延時間と し て 9 て の場合を示している。図 1 1 ( b ), ( c ) , ( ） は、それぞれ（ 1 , — 1 , 1 , — 1 )， （ 1 , 1 ， — 1 , 一 1 ), ( 1 ， — 1 , - 1 , 1 ) の各 ベク トル行に対応する信号 B， 信号 C , 及び信号 Dの整合フィルタの一 構成例であり 、 同じく 遅延時間と して 9 て の場合を示している。

以上の説明から明らかなよ う に、 本発明によれば、 送信データに Z C Z系列の係数を乗ずる と共に、これらを遅延させて送信するこ とによ り 、 送信信号の周期スぺク トラムは無相関とな り 、 各信号の振幅の広がり を 小さく するこ とができ る。

また、 信号の振幅の広がり を小さ くするこ とによ り 、 受信側の増幅器 のダイナミ ック レンジを小さ く抑えるこ とができ る。

産業上の利用可能性

本発明の送信信号形成方法、 通信方法、 送信信号のデータ構造は、 移 動体通信等のマルチパス環境に好適である有用である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 .送信データ に所定の係数列の 係数を乗 じて複数の送信データ を形成 し、当該係数を乗 じた複数の送信データ間に所定長の 0 デー タ を付加 して送信データ列を形成し、当該送信データ列を送信信号 とする こ と を特徴とする、 送信信号形成方法。

2 . 係数を乗 じた前記複数の送信データ を、 当該送信データのデ一 タ長よ り も長い時間遅延させて間隔を開けて配列 し、隣接する送信 データ 間に所定個数の 0 データ を配置する こ と を特徴とする、請求 の範囲第 1 項記載の送信信号形成方法。

3 . 後方に所定個数の 0デ一タを付加した送信データに所定の係数列の 各係数を乗じるこ と、 あるいは、 所定の係数列の各係数を乗じた送信デ ータの後方に所定個数の 0データを付加するこ とによ り複数の送信デー タを形成し、

当該係数を乗じた複数の送信データを形成列の係数順に配列して送信デ 一タ列を形成するこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1項記載の送信信号 形成方法。

4 . 異なる係数列を用いて複数の送信データ列を形成し、

当該複数の送信データ列の任意の組み合わせにおいて、 当該送信データ 列の有限個数の送信データは非周期相互相関関数が 0 となる範囲を備え るよ う形成するこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1 項乃至第 3項の何れ か一つに記載の送信信号形成方法。

5 . 前記係数列は、 完全相補系列から選択した任意のベク トル行の係数 列であるこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1項乃至第 4項の何れがーつ に記載の送信信号形成方法。

6 .前記完全相補系列は、ュニタ リ行列から形成するこ と を特徴とする、 請求の範囲第 5項に記載の送信信号形成方法。

7 . 請求の範囲第 1項乃至第 6項の何れか一つに記載の送信データ列を 送信し、 当該送信データ列の形成に用いた係数列に対応する整合フィル タを通して送信データを受信するこ とを特徴とする、 通信方法。

8 .前記送信データ列をマルチパス特性を測定するパイ 口 ッ ト信号と し、 受信した信号は伝送経路のマルチパス特性を有する こ と を特徴とす-る、 請求の範囲第 7項に記載の通信方法。

9 . 異なる係数列を用いて複数の送信データ列を形成し、

前記送信データ列から選択した少なく と も一つをパィ π ッ 卜信号と し、 他の送信データ列を送信信号と し、

パイ 口 ッ ト信号の受信信号からマルチパス特性を求め 、

当該求めたマルチパス特性を用いて送信信号の受信信号からマルチノ ス 特性を除去して送信データを求めるこ とを特徴とする 、 B 求の範囲第 7 項に記載の通信方法。

1 0 . 送信データに所定の係数列の各係数を乗じて得られる 数の送信 データを所定時間遅延させて配列し、 送信データ間に所定長の 0データ を付加してなるデータ構造を備えるこ とを特徴とする 、 送 f i3信号のデー タ構造。

1 1 . 前記請求の範囲第 1項乃至第 6項の何れか一つに記載の送ィ5 i 形成方法によ り形成されたこ と を特徴とする、 送信信号のデ ―タ構造。